Нейтринные процессы в сильном магнитном поле

• Автор: Кузнецов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 244 с. : ил

АННОТАЦИЯ
Исследовано влияние внешней активной среды - сильного магнитного поля и горячей плотной плазмы - на нейтрино-электронные и нейтрино-фотонные реакции. Анализируются их проявления в астрофизических процессах, таких, как слияния нейтронных звезд и взрывы сверхновых, где присутствуют интенсивные потоки нейтрино и возможна генерация сильных магнитных полей. Получены оценки интегрального энергетического и силового воздействия выходящего нейтринного потока на оболочку ядра взрывающейся сверхновой при генерации в ней сильного магнитного поля. Показано, что при соответствующих значениях физических параметров астрофизического катаклизма энергетическое воздействие нейтринных процессов на замагниченную плазму является существенным для его энергобаланса, а возникающая асимметрия силового воздействия может быть источником возникновения большой собственной скорости рождающегося пульсара. Исследована возможность обнаружения реакции рассеяния нейтрино на ядре с излучением фотона в лабораторном эксперименте с нейтрино высоких энергий от ускорителя. Из комбинированного анализа астрофизических и космологических данных по нейтринным процессам и ускорительных данных по редким распадам мезонов найдены ограничения на параметры одного из расширений стандартной модели, содержащего кварк-лептонную симметрию с лептонным числом, как четвертым цветом (модель Пати - Салама), показана необходимость существования нового типа фермионного смешивания, получены оценки на массу лептокварка и параметры матриц смешивания.
Объем диссертации: 244 страницы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, содержит 34 рисунка, 3 таблицы, 2 приложения и список литературы из 215 наименований.

Оглавление
Введение

Основные обозначения

Глава I Нейтринное рождение лептонных пар

во внешнем электромагнитном поле

1. Нейтринное излучение электрон-позитронной пары

в сильном магнитном поле

1.1. Введение
1.2. Расчет дифференциальной вероятности на основе решений уравнения Дирака
1.3. Полная вероятность процесса
2. Процесс V —> ие~е+ в скрещенном поле
2.1. Введение
2.2. Расчет дифференциальной вероятности на основе решений уравнения Дирака
2.3. Полная вероятность процесса
2.4. Обобщение на случай процесса с различными лептонами V —>
3. Возможные астрофизические проявления процесса
V -» ие~е+ во внешнем магнитном поле
3.1. Средняя потеря энергии и импульса нейтрино
3.2. Применимость результатов в присутствии
плотной плазмы
3.3. Возможные астрофизические следствия

Глава II Взаимодействие нейтрино с сильно замагниченной
электрон - позитронной плазмой
1. Что мы понимаем под сильно замагниченной
е_е+ плазмой
2. Нейтрино - электронные процессы в сильно
замагниченной плазме. Кинематический анализ
3. Вероятность процесса V —> ие~е+
4. Полная вероятность взаимодействия нейтрино
с замагниченной электрон - позитронной плазмой
5. Средние потери энергии и импульса нейтрино
» 6. Интегральное действие нейтрино
на замагниченную плазму
Глава III Комптоноподобное взаимодействие нейтрино
с фотонами 71/ —у 7м
1. Амплитуда процесса 77 —> мм в вакууме
1.1. Стандартное слабое взаимодействие
1.2. Модель с нарушенной лево-правой симметрией .
1.3. Случай виртуальных фотонов
2. Рассеяние нейтрино в кулоновском поле ядра
Глава IV Двухвершинные однопетлевые процессы
во внешнем электромагнитном поле
1. Обобщенная двухточечная петлевая амплитуда
.7 —> // —> / во внешнем электромагнитном поле
1.1. Магнитное поле
1.2. Скрещенное поле
2. Эффективный лагранжиан г/г/7 - взаимодействия
3. Нейтринный распад фотона 7 —> мм
* * 4. Вычисление вероятности распада V -» ие~е+
на основе мнимой части петлевой диаграммы

Таблица 1: Константы К и Д из выражения (1.20), полученные в разных работах
К Д
Чобан, Иванов 1969 [23] 29 1024гг —
Борисов и др. 1983 [24] 1 —21п2—1|| + 9 Су.-С? 128 С{,+С'{
Книжников и др. 1984 [25] _9_ _Е_ 16 ше —
Борисов и др. 1993 [26] 1 2 +
Кузнецов, Михеев 1997 [28] 1 29
Борисов, Заморин 1999 [29] 1 2 29
умеренно большие значения, так что х » 1> однако 1пх ~ 1- При этом приближение скрещенного поля применимо, но упомянутое условие 1пх ^ 1 не выполняется, так что в формуле (1.20) необходим учет следующих членов разложения по обратным степеням большого параметра X- Содержащиеся в перечисленных статьях формулы для произвольных значений х имеют вид весьма громоздких многократных интегралов и неудобны для анализа.
2.2 Расчет дифференциальной вероятности на основе решений уравнения Дирака
В связи с имеющимися разногласиями в результатах вычисления вероятности процесса V —>■ ме~е+ в скрещенном поле, см. таблицу 1, целесообразно привести подробный расчет. Отметим, что полученные результаты тривиально обобщаются и на другие нейтрино-лептонные процессы,